非晶態(tài)Mg-Ni系儲(chǔ)氫合金的制備及性能研究.pdf

1、Mg基儲(chǔ)氫合金擁有儲(chǔ)氫量大、密度低、含量豐富和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，是最有前景的儲(chǔ)氫材料之一，但其苛刻的吸放氫條件(吸放氫溫度高，速度慢)阻礙了它在實(shí)際中的應(yīng)用。將晶態(tài)Mg基合金制備成為非晶后，有望提高其動(dòng)力學(xué)性能，降低其吸放氫溫度。但具有非晶結(jié)構(gòu)的Mg基合金在用作電極材料時(shí)，仍然面臨著循環(huán)容量衰退過快，難以實(shí)用化的問題。如何解決這一系列難題是目前研究的重點(diǎn)。 本文通過機(jī)械合金化方法制備出二元的Mg-Ni非晶儲(chǔ)氫合金和三元的Mg-Al

2、-Ni、Mg-Ti-Ni非晶儲(chǔ)氫合金。并對(duì)所制備的合金進(jìn)行了x射線衍射分析、SEM分析、PCT吸放氫性能分析與電化學(xué)性能分析(包括放電容量分析與循環(huán)穩(wěn)定性分析)，試驗(yàn)結(jié)果表明： ①采用機(jī)械合金化方法，當(dāng)球磨機(jī)轉(zhuǎn)速大于一定值并且球料比也足夠大，即當(dāng)引入足夠多的能量時(shí)，球磨一定時(shí)間即能獲得Mg-Ni系非晶合金，縮短球磨時(shí)間能夠獲得納米晶合金或非晶與納米晶的復(fù)合物。將晶態(tài)的合金制備為非晶合金之后，無(wú)須活化就能進(jìn)行吸氫，且吸放氫溫度顯著

3、降低，吸放氫動(dòng)力學(xué)性能明顯提高，二元MgNi非晶合金的最低吸放氫溫度僅為70℃。球磨工藝參數(shù)的選擇和Ni含量的多少對(duì)Mg-Ni非晶合金的形成和吸放氫性能都有影響。 ②盡管Al和Ti的加入都會(huì)在不同程度上降低Mg-Ni系合金的非晶形成能力，但采用機(jī)械合金化方法仍然能夠制備出Mg<,1-x>Al<,x>Ni(X=0.1，0.2，0.3)系列和Mg<,1-x>Ti<,x>Ni(x=0.1，0.2，0.3)系列三元非晶合金。A1和Ti的

4、加入都顯著改善了合金的循環(huán)穩(wěn)定性，Mg<,0.8>Al<,0.2>Ni和Mg<,0.9>Ti<,0.1>Ni在10次充放電循環(huán)后分別保有最大放電容量的80.1％和79.1％。但A1的加入會(huì)降低合金的放電容量，Ti的負(fù)面影響則較小，Mg<,0.9>Ti<,0.1>Ni的最大放電容量更高達(dá)206.2rnAh/g。 因此，本文通過將Mg-Ni合金制備為非晶，成功降低了合金的吸放氫溫度，提高了合金的動(dòng)力學(xué)性能，又通過在Mg-Ni合金中添